6 Lớp sỏi + đường ống thu nước rỉ rác 0, 2m
3.3.6Tính toán hệ thống thu gom nước rác
Nước rỉ rác là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp. Nguồn gốc hình thành nước rác lớn nhât là nước mưa rơi xuống bề mặt khu chôn lấp rác thải; tiếp đến là các dòng nước xâm nhập, nước chảy từ các khu vực xung quanh, hơi ẩm tích trữ sẵn trong rác và từ quá trình phân hủy sinh học.
1. Tính toán lưu lượng nước rác
Nhiều nghiên cứu đã đưa ra những mô hình nghiên cứu ước lượng lượng nước rỉ rác sinh ra. Dưới đây trình bày một công thức tiểu biểu để tính lượng nước rác sinh ra trong một bãi rác.
Lưu lượng nước rỉ rác được tính theo công thức Q = (I – E) x [( C x A) + (C’ x A’)]
Trong đó:
+ Q: Là lưu lượng nước rỉ rác sinh ra trong bãi rác (m3/ngày)
+ I: Cường độ mưa (mm/ngày đêm) + E: Lượng nước bốc hơi (mm/ngày) + A: Diện tích bề mặt chôn lấp (m2) + C: Hệ số thấm vào trong lớp rác + C’: Hệ số thấm của bãi rác đã vận hành xong + A’: Diện tích bề mặt của bãi rác đã vận hành xong
Theo tài liệu điều tra của công ty MT$ DVĐT Vĩnh Yên lượng nước rỉ rác trung bình khoảng 0,1 – 0,25 m3/m3 rác thải. Ta lấy giá trị trung bình là 0,18m3/ngày đêm.
Theo tính tóan ở trên lượng rác trung bình ngày vào bãi chôn lấp là: 422451 tấn/ngày, nên lưu lượng nước rác (115,74: 0,75) × 0,18= 27,78 (m3/ngđ)
2. Thiết kế hệ thống thu gom nước rác của các ô chôn lấp
- Thành phần hệ thống thu gom nước rác bao gồm: + Tầng thu nước rác.
+ Hệ thống ống thu gom nước rác. + Hố thu nước rác
Tầng thu nước rác
Theo TCXDVN 261: 2001 thì:
- Tầng thu nước rác bao gồm 2 lớp vật liệu trải đều trên toàn bộ bề mặt đáy ô chôn lấp. Yêu cầu của mỗi lớp như sau:
+ Lớp dưới: Đá dăm nước, độ dày 20 – 30cm + Lớp trên: Cát thô, độ dày 10 – 20cm. +Có hệ số thấm K ≤ 10-8 cm/s.
Giải pháp thiết kế lựa chọn
- Tầng thu nước rác bao gồm 2 lớp vật liệu: + Lớp dưới: đá dăm nước dày 30cm
+ Lớp trên: Cát thô độ dày 20cm - Có hệ số thấm K ≤ 10-8 cm/s.
- Càng gần ống thu, dẫn nước kích thước hạt càng lớn để ngăn sự dịch chuyển của các hạt cát mịn gây tắc hệ thống thu gom mà vẫn đảm bảo nước tự chảy xuống hệ thống thu gom.
Hệ thống hố và ống thu gom nước rác - Tính toán số tuyến chính, số hố ga
Theo TCXDVN 261: 2001 thì:
+ Khoảng cách giữa 2 hố thu nước rác là 180 – 200m nhưng khi thiết kế không nhất thiết phải tuân theo đúng tiêu chuẩn miễn sao hiệu quả thu gom là cao nhất.
+ Hố ga được xây bằng gạch, có kết cấu chống thấm. Kích thước hố ga thường là 800mm x 800mm x 800mm.
Giải pháp thiết kế lựa chọn
+ Bố trí các hố ga nằm trên một tuyến chính, đặt ở giữa đáy ô chôn lấp chạy dọc theo chiều dài và theo hướng dốc của đáy ô chôn lấp. Mối ô chôn lấp ta đặt 2 hố ga.
+ Tổng số hố ga cần xây dựng cho 6 ô chôn lấp là: 2 x 6 = 12 (hố)
+ Hố ga có kích thước 800mm x 800mm x 800mm. Hố được xây bằng gạch.
- Tính toán số tuyến nhánh
Theo TCXDVN 261: 2001thì:
+ Tuyến nhánh thu nước rác được bố trí theo hình xương cá. Khoảng cách giữa hai tuyến nhánh là 60m, tuyến nhánh tạo với tuyến chính 1 góc 600. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giải pháp thiết kế lựa chọn
+ Tại mỗi hố ga sẽ bố trí 2 tuyến nhánh, đối xứng nhau qua tuyến chính. + Số tuyến nhánh của 6 ô chôn lấp là: 2 x 2 x 6 = 24 (tuyến nhánh) Ngoài ra còn đường ống dẫn nước rác từ các ô chôn lấp ra khu xử lý nước rác.
- Thiết kế ống thu gom nước rác
Theo TCXDVN 261: 2001 thì:
+ Ống thu gom nước rác có mặt trong nhẵn, là ống nhựa PVC có đường kính không nhỏ hơn 150mm, ống đục các lỗ nhỏ có đường kính từ 10 – 20 mm trên suốt chiều dài ống với tỷ lệ lỗ rỗng chiếm từ 10 – 15% diện tích bề mặt ống.
+ Đường ống thu gom nước rác cần đảm bảo độ bền hoá học và cơ học trong suốt thời gian vận hành.
+ Độ dốc của mỗi tuyến ống tuỳ thuộc vào địa hình đáy ô chôn lấp nhưng không nhỏ hơn 1%.
Giải pháp thiết kế lựa chọn
+ Ống thu gom nước rác là ống nhựa PVC có mặt trong nhẵn, đường kính ống 200mm.
+ Chọn loại ống đục lỗ dọc theo chiều dài ống để thu nước rác, đường kính các lỗ là 15mm, các lỗ lệch với phương nằm ngang 1 góc 45o để tránh hiện tượng bùn cặn làm tắc lỗ.
+ Khi bố trí ống thu gom nước rác tại vị trí gần ống cách miệng ống 1m về mỗi hướng thì phải thiết kế độ dốc là 4%, và độ dốc của đáy ô chôn lấp là 2% (TCXDVN).
+ Ống thu nước được đặt dưới một lớp đất bảo vệ, một lớp vải địa chất và cuối cùng là lớp sỏi (xem bảng 3.14) với mục đích chỉ cho nước đi qua mà không cho bùn cặn thấm qua tránh hiện tượng tắc ống.
+ Đường ống thu gom nước rác cần đảm bảo độ bền hoá học và cơ học trong suốt thời gian vận hành bãi chôn lấp. Do vậy tại các điểm nối của ống ta không nối trực tiếp mà nối qua một vật liệu mềm để tránh hiện tượng ống vỡ trong thời gian vận hành bãi.
Hình 9: Ống thu nước rác
- Ao thu nước rác
Ao thu nước rác là ao dùng để chứa nước rác trong trường hợp trời mưa lượng nước rác phát sinh lớn.
- Đáy ao thu nước rác được lót bằng lớp đất sét dày 600 mm nhằm tránh nước rác thấm vào môi trường
- Sử dụng bơm chìm phải đảm bảo nước rác trong hố thu gom đều được bơm trong suốt thời gian bãi rác hoạt động và cả trong trường hợp mưa lớn để tránh nước rác dềnh lên cũng như chảy tràn trên lớp thóat nước rác.
Hình 10: Sơ đồ bố trí ống thu gom nước rác
Xử lý nước rác
Nước rác được xử lý theo phương pháp hóa học+ sinh học. Một phần nước rác được tuần hoàn lại tưới ẩm cho ô chôn lấp rác,
• Xử lý hóa học, hóa lý
Để làm sạch nước rác, có thể sử dụng các tác nhân ôxy hóa như clo, điôxit clo, canxi clorat, canxi hypoclorit, bicromat, hyđropeoxit, ôxy không khí, ôzôn,
…Quá trình ôxy hóa sẽ chuyển các chất độc hại có trong nước rác thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước.
• Xử lý sinh học
Đối với xử lý nước rác, vi sinh vật đóng vai trò quan trọng để ổn định các hợp chất độc hại có trong nước rác. Điều này là do trong nước rác có chứa hàm lượng lớn các hợp chất hữu cơ hòa tan và ở dạng keo có thể dễ dàng bị phân huỷ bởi các phản ứng sinh hóa.
Có nhiều loại vi sinh vật có thể tham gia vào phản ứng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong rác thải. Các vi sinh vật có thể được phân làm 3 nhóm chính: Hiếu khí, tùy tiện, kỵ khí. Vi khuẩn hiếu khí sử dụng ôxy phân tử cho quá trình đồng hóa của chúng. Vi khuẩn kỵ khí không cần ôxy cho quá trình đồng hóa, chúng lấy năng lượng từ các hợp chất hữu cơ. Các vi khuẩn tùy tiện có thể hoạt động như một vi khuẩnn hiếu khíkhi có mặt ôxy trong môi trường, và chúng hoạt động như một sinh vật kỵ khí khi trong môi trường không có ôxy.
Xử lý hiếu khí
Sự chuyển hóa các chất hữu cơ (đặc trưng bằng BOD) và các chất dinh dưỡng nhờ vi khuẩn hiếu khí. Các quá trình này được biểu diễn theo sơ đồ sau:
Đồng hóa: CxHyOzN+ O2 CO2+ NH3+ năng lượng Dị hóa: CxHyOzN+ năng lượng C5H7NO2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tự phân hủy: CxHyOzN+ O2 CO2+ NH3+ năng lượng
Trong quá trình ôxy hóa hiếu khí, các hợp chất chưa hữu cơ nito, lưu huỳnh, phôt pho cũng được chuyển hóa thành nitorat (NO3-) , sunphat (SO42-), Photphat (PO43-), CO2 và H2O.
Khi môi trường cạn nguồn cacbon hữu cơ, các loại vi khuẩn nitorit hóa theo 2 giai đoạn:
GĐ1: 55NH4++ 76O2+ 5CO2 C5H7NO2+ 54NO+ 52HO+109 H+ GĐ2: 400NO2-+ 195O2+ NH3+ 2H2O+ 5CO2 C5H7NO2+ 400NO3-
Xử lý kỵ khí
Xử lý kỵ khí là quá trình phá hủy các vật chất hữu cơ rắn hoặc hợp chất hữu cơ tan thành các sản phẩm cuối cùng là các khí. Các axit dễ bay hơi được tạo ra trong trường hợp này là axit acetic, propionic, butyric. Các axit mạch dài sẽ bị
các vi khuẩn methanol chuyển thành metan, CO2, và axit mạch ngắn hơn. Quá trình cứ tiếp diễn với axit mạch ngắn hơn và cuối cùng là axit acetic bị chuyển thành sản phẩm cuối cùng là CH4 và CO2.
Để có một quá trình lên men mêtan đạt hiệu quả, cần phải có đủ thời gian để các vi khuẩn hoạt động. Muốn có được một hệ thống kỵ khí phản ứng hòan toàn, khoảng thời gian cần phải lớn hơn tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn mêtan.
Lựa chọn dây truyền công nghệ xử lý
Nguyên tắc lựa chọn dây truyền công nghệ:
- Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn. Nước sau khi xử lý có thể xả vào sông hoặc hồ gần nhất,
ngoài ra có thể dùng cho trồng trọt.
- Công nghệ xử lý phải đảm bảo mức độ an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ nước rò rỉ giữa mùa khô và mùa mưa. - Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tư và chi phí quản lý phải là thấp nhất.
- Công nghệ xử lý phải phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhưng phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong một thời gian dài.
- Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước rác dựa trên các yếu tố sau: + Lưu lượng và thành phần nước rác.
+ Tiêu chuẩn thải nước rác sau khi xử lý vào nguồn.
+ Điều kiện thực tế về quy hoạch, xây dựng và vận hành của bãi chôn lấp. + Điều kiện về địa chất công trình và địa chất thuỷ văn.
+ Điều kiện về kỹ thuật (xây dựng, lắp ráp và vận hành). + Khả năng về vốn đầu tư.
- Công nghệ xử lý phải có khả năng thay đổi dễ dàng khi áp dụng các quá trình xử lý mới có hiệu quả cao.
- Công nghệ xử lý phải có khả năng tái sử dụng các nguồn chất thải (năng lượng, phân bón...).
- Công nghệ xử lý phải đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn. Nước sau khi xử lý có thể xả vào sông hoặc hồ gần nhất,
ngoài ra có thể dùng cho trồng trọt.
- Công nghệ xử lý phải đảm bảo mức độ an toàn cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ nước rò rỉ giữa mùa khô và mùa mưa. - Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao, vốn đầu tư và chi phí quản lý phải là thấp nhất.
- Công nghệ xử lý phải phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhưng phải mang tính hiện đại và có khả năng sử dụng trong một thời gian dài.
- Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước rác dựa trên các yếu tố sau: + Lưu lượng và thành phần nước rác.
+ Tiêu chuẩn thải nước rác sau khi xử lý vào nguồn.
+ Điều kiện thực tế về quy hoạch, xây dựng và vận hành của bãi chôn lấp. + Điều kiện về địa chất công trình và địa chất thuỷ văn.
+ Điều kiện về kỹ thuật (xây dựng, lắp ráp và vận hành). + Khả năng về vốn đầu tư.
- Công nghệ xử lý phải có khả năng thay đổi dễ dàng khi áp dụng các quá trình xử lý mới có hiệu quả cao.
- Công nghệ xử lý phải có khả năng tái sử dụng các nguồn chất thải (năng lượng, phân bón...). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ứng dụng lựa chọn công nghệ cho BCL Khai Quang.
Nước rác có thành phần rất phức tạp và nồng độ độc hại cao vì vậy không thể chỉ xử lý bằng phương pháp hóa lý hay sinh học mà phải xử lý kết hợp giữa phương pháp hóa lý và sinh học. Do vậy đồ án đề xuất dây truyền công nghệ sau để xử lý nước rỉ rác cho BCL Khai quang thành phố Vĩnh Yên.
Hình 11 : Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước rỉ rác BCL Khai Quang
Thuyết minh sơ đồ:
Nước rỉ rác được dẫn vào bể điều hòa qua các đường rãnh thu nước rác đưa vào vể điều hòa, có tác dụng điều chỉnh pH , khử nito trong nước, điều chỉnh nồng độ nước rỉ rác để tạo điều kiện cho các quá trình xử lý sau được thuận lợi hơn.
Tiếp đó nước rác từ bể điều hòa đưa sang bể lắng để lắng các tạp chất hữu cơ có kích thước lớn hơn 0,2 mm.
Nước sau bể lắng được đưa tới bể UASB Nước từ bể lắng sơ bộ được đưa vào bể UASB ( upflow anaerobic sluged blanket) Trong bể này thì nước thải thô được bơm từ phía dưới của thiết bị qua lớp đệm bùn (gồm các sinh khối dạng hạt). Sự xử lý xảy ra khi nước thải đến và tiếp xúc với các hạt sinh khối và sau đó đi ra khỏi thiết bị từ phía trên của thiết bị. Trong suốt quá trình này thì sinh khối với đặc tính lắng cao sẽ được duy trì trong thiết bị. Một trong những bộ phận quan trọng của thiết bị UASB đó là bộ phận tách khí - lỏng - rắn ở phía trên của thiết bị. Trong quá trình xử lý nước thải, lượng khí tạo ra chủ yếu là CH4 và CO2 tạo nên sự lưu thông bên trong giúp cho việc duy trì và tạo ra hạt sinh học. Các bọt khí tự do và các hạt khi thoát lên tới đỉnh của bể tách khỏi các hạt rắn và đi vào thiết bị thu khí. Dịch lỏng chứa một số chất còn lại và hạt sinh học chuyển
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Thu Lớp: 49MT
Bể điều hòa Bể lắng Bể UASB
Bể SBR Hồ sinh học Nước sau xử lý Bùn Máy ép bùn BCL Nước rỉ rác Nước xả ra cống thóat
vào ngăn lắng, ở đó chất rắn được tách khỏi chất lỏng và quay trở lại lớp đệm bùn, nước thải sau đó được thải ra ngoài ở phía trên của thiết bị.
Sau khi được xử lý ở bể UASB nước rác được đưa sang bể SBR để xử lý tiếp Tại bể SBR, nước thải được trộn với bùn hoạt tính. Sau đó hỗn hợp nước thải và bùn được sục khí, quá trình diễn ra gắn với điều kiện trộn hoàn toàn và các chất hữu cơ được ô xi hóa trong giai đoạn này. Sau thời gian sục khí, hỗn hợp bùn nước được lắng trong điều kiện tĩnh. Sau khi lắng nước trong nằm ở phía trên được xả ra khỏi bể. Cuối cùng là xả lượng bùn dư được hình thành trong quá trình thổi khí ra khỏi ngăn bể. Các ngăn bể khác hoạt động lệch pha để đảm bảo cho việc cung cấp nước thải lên trạm XLNT liên tục.
Nước từ bể SBR được dẫn qua hồ sinh học mục đích xử lý các kim loại nặng, các chất độc hại, các loại vi sinh vật nguy hiểm và trung hòa các khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Nước sau đó thải ra ngoài môi trường theo QCVN B1- 25:2009/BTNMT.Bùn được lấy từ bể lắng sơ bộ và bùn dư lấy ra rừ bể SBR được đưa về máy ép bùn, bùn sau khi được ép được đưa ra BCL.